Đồ án: môn học Cơ sở thiết kế máy pdf

Đồ án môn học Cơ sở thiết kế máy
Đề số: 2A
Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Lược đồ hệ dẫn động băng tải
1. Động cơ 2. Nối trục 3. Bộ truyền đai
4. Hộp giảm tốc 5. Bộ truyền xích 6. băng tải
Số liệu cho trước:
1 Lực kéo băng tải F 2250 N
2 Vận tốc băng tải V 1,3 m/s
3 Đường kính băng tải D 320 Mm
4 Thời gian phục vụ L
h
20000 giờ
5 Số ca làm việc 1 Ca
6 Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài
α
45
o
độ
8 Đặc tính làm việc Nhẹ
Khối lượng thiết kế
1 Bản vẽ lắp hộp giảm tốc(A3):
- 01 bản tổng thể 3 hình chiếu
- 03 bản , mỗi bản thể hiện 01 hình chiếu
2 01 Bản vẽ chế tạo chi tiết(01 bản A3):
3 01 Bản thuyết minh(A4)
Mục lục
Bản thuyết minh đồ án gồm những phần chính sau:
- Phần I : Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền.
- Phần II : Tính toán bộ truyền đai thang.
- Phần III : Tính toán bộ truyền bánh răng côn răng nghiêng.

- Phần IV : Tính toán và kiểm nghiệm trục.
- Phần V : Tính và chọn then.
- Phần VI : Thiết kế gối đỡ trục.
- Phần VII : Cấu tạo vỏ hộp và các chi tiết máy khác.
- Phần VIII : Bôi trơn hộp giảm tốc.
Phần I : Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền
I-1 Chọn động cơ điện
1. Chọn kiểu loại động cơ
Hiện nay, có hai loại động cơ là động cơ điện một chiều và động cơ điện xoay chiều. Để
thuận tiện, phù hợp với lưới điện hiện nayta chọn động cơ điện xoay chiều. Trong số các
loại động cơ điện xoay chiều, ta chọn loại động cơ ba pha không đồng bộ rô to lồng
sóc( còn gọi là động cơ điện ba pha không đồng bộ rô to ngắn mạch) Nó có những ưu
điểm: Kết cấu đơn giản, dễ bảo quản, giá thành thấp, làm việc tin cậy, có thể mắc trực tiếp
vào lưới điện ba pha không cần phải biến đổi dòng điện.
2. Các kết quả tính toán trên băng tải
a. Mô men thực tế trên băng tải:
Mômen thực tế trên băng tải:

M
bt
=
.D
2
F
=
2250.320
2
=360000 Nm
Trong đó F= 2250 N là lực kéo băng tải
D=320 mm là đường kính băng tải

b. Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ:
Số vòng quay đòng bộ của động cơ (còn gọi là tốc độ từ trường quay) được xác định theo
công thức:
n
db
=
p
f.60
(I – 2)
Trong đó: f – tần số của dòng điện xoay chiều;
mạng điện ở nước ta có f = 50 Hz
p – số đôi cực từ (chọn p = 2 ,động cơ điện loại K)

⇒ n
db
=
2
50.60
= 1500 vòng/phút
Căn cứ vào vận tốc vòng của băng tải, chọn số vòng quay của băng tải là:
N
bt
=
3
60.10 .
.
v
D
π
vòng/phút

với : v- vận tốc vòng của băng tải( v = 1,3 m/s)
⇒n
bt
=
3
60.10 .1,3
3,14.320
=77,63 vòng/phút
c. Xác định hiệu suất của toàn bộ hệ dẫn động:
Ta gọi
η
ht
là hiệu suất của toàn bộ hệ thống được xác định theo công thức:

η
ht
=
η
k
.
η
đ
.
η
brc
.
η
ol
4
η

x
(I – 3)
Trong đó:
η
k
– hiệu suất của khớp nối.

η
đ
- hiệu suất của bộ truyền đai thang.

η
brc
– hiệu suất của bộ truyền bánh răng côn.

η
ol
– hiệu suất của một cặp ổ lăn.

η
x
– hiệu suất của bộ truyền xích.
Theo bảng 2.3 –tr.19 TTTKHDĐCK tập 1, ta có:
η
k
= 1 ;
η
đ
= 0,95 ;
η

brc
= 0,96 ;
η
ol
= 0,99 ;
η
x
= 0,92
Thay các giá trị trên vào (I – 3), ta được:

η
ht
= 1. 0,95. 0,96. (0,99)
4
.0,92 = 0,81
3. Chọn động cơ điện theo công suất:
a. Mô men đẳng trị:
M
đtbt
=
∑
∑
=
=
n
k
k
n
k
k

k
t
tT
1
1
.
2
(I – 4)
Trong đó, M
k
– mô men thứ k của phổ tải trọng tác động lên băng tải ;
t
k
– thời gian tác động của mô men thứ k.
Theo đề bài, ta có: M
1
= M ; M
2
= 0,6M
t
1
= 4h ; t
2
= 4h ; t =8h.
Từ đó, ta có kết quả:
M
đtbt
=
2 2
.4 (0,6 ) .4

8
M M+
= 0.824.M
bt


M
đtbt
= 0,824.360000 = 296640 Nmm= 296,64Nm
b. Công suất đẳng trị trên băng tải:

P
đtbt
=
.
9550
dtbt bt
M n
=
296,64.77,63
9550
= 2,41 Kw
c. Công suất đẳng trị cần có trên động cơ:
P
đtđc
=
dtbt
ht
P
η

=
2,41
0,81
= 2,97 Kw
Từ các thông số tính toán , ta chọn động cơ loại K có nhãn hiệu K112M2 – kiểu có bích,
có các thông số kỹ thuật được tra theo bảng P1.1 trang 234 TTTKHDĐCK tập 1, có bảng
số liệu như sau:
Kiểu
động cơ
Công suất Vận tốc quay
Vòng/phút
η
%
Cos
ϕ
dn
k
I
I
dn
k
T
T
Khối
lượng
(kg)
d
φ
(mm)
Kw Mã

lực
50Hz 60Hz
K112M
4
3,0 4,0 1445 1732 82,0 0,83 5,9 2,0 41 28
-Đặc điểm của động cơ điện loại K:
Về phạm vi công suất: Cùng với số vòng quay đồng bộ (n
đb
) là 1500 vòng/phút ,động cơ
loại K có phạm vi công suất từ 0,75 Kw đến 30 Kw lớn hơn của động cơ DK và nhỏ hơn
của động cơ 4A.
Động cơ K có khối lượng nhỏ hơn so với động cơ DK và đặc biệt là có mô men khởi
động cao hơn 4A và DK.
d. Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện quá tải cho động cơ đã chọn:
- Kiểm tra điều kiện mở máy:
Khi mở máy, mô men tải không được vượt quá mô men khởi động của động cơ
( M<M
k
) nếu không động cơ sẽ không chạy.
Theo điều kiện:
M
mm
/M≤M
k
/M
dn
(I - 5)
Trong đó: M
mm
-mô men mở máy của thiết bị cần dẫn động.

M
k
(T
k
) - mô men khởi động của động cơ.
M
dn
(T
dn
) - mô men danh nghĩa của động cơ.
Theo bảng số liệu trên ta có:
M
k
/M
dn
= 2,0
Căn cứ vào lược đồ tải trọng đã cho trong đề bài, ta có:
M
mm
/M = 1,5
Do đó động cơ thỏa mãn điều kiện mở máy.
O Kiểm nghiệm động cơ theo các điều kiện làm việc:
M
maxqtđc
≤ [M
dc
] ; [M
dc
] =
η

ht
.2.M
Với M =
1445
9550
.3 = 19,82 Nm ;
⇒ [M
dc
] = 0,81. 2.19,82 =32,10 Nm
Tacókếtquả:
M
maxqtđc
=K
qt
.M
cản
=
9550.
.
dtbt
dc ht
P
n
η
. 1,5 (I - 6)
M
maxqtđc
=
9550.2,41
1445.0,81

. 1,5 = 29,49 Nm
Theo số liệu của động cơ đã chọn, có: [M
dc
] = 32,10Nm
Vậy : [M
dc
] =32,10 Nm ≥ M
maxqtđc
=29,49 Nm.
I-2 Phân phối tỉ số truyền
Để phân phối tỉ số truyền cho các bộ truyền, phải tính tỉ số truyền cho toàn bộ hệ thống.

u
Σ
=
dc
bt
n
n
=
1445
77,63
=18,61 (I - 7)
màu
Σ
=u
h
.u
ng
(I - 8)

Với u
h
- tỉ số truyền của hộp giảm tốc;
u
ng
- tỉ số truyền ngoài hộp;
u
ng
=u
k
.u
x
.u
đ
(I -9)


u
k
- tỉ số truyền của khớp nối.
do u
k
= 1 ⇒ u
ng
= u
x
. u
đ
u
x

- tỉ số truyền của bộ truyền xích.
u
đ
- tỉ số truyền của bộ truyền đai thang.
Theo bảng 2.4 - tr21 TTTKHDĐCK tập 1, ta có u
x
= 2…5 ; u
đ
= 3…5.
Chọn u
x
= 3 ; u
đ
= 3
⇒ u
ng
= u
x
. u
đ
= 3.3 = 9
Do đó u
h
=
ng
u
u
∑
=
18,61

9
= 2,06
Như vậy:
-tỉ số truyền của hộp giảm tốc hay tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng côn là:
u
h
= u
brc
= 2,06 ;
- tỉ số truyền của bộ truyền đai: u
đ
= 3
- tỉ số truyền của bộ truyền xích: u
x
= 3
I-3 Xác định các thông số động học và lực tác dụng lên các trục
Ký hiệu các trục trong hệ thống dẫn động băng tải
1. Tính toán tốc độ quay của các trục
- Trục động cơ: n
đc
= 1445 vòng/phút
- Trục I: n
I
=
k
dc
u
n
=
1

1445
= 1445 vòng/phút
- Trục II:n
II
=
d
I
u
n
=
1445
3
= 481,6 vòng/phút
- Trục III: n
III
=
brc
II
u
n
=
481,6
2,06
= 233,7 vòng/phút
- Trục IV: n
IV
=
x
III
u

n
=
233,7
3
=77,9 vòng/phút
2. Tính công suất trên các trục
Gọi công suất trên các trục I, II, III, IV lần lượt là P
I
, P
II
, P
III
, P
IV
có kết quả như sau:
- Công suất danh nghĩa trên trục động cơ:
P
dc
= P
lv
dc
= 2,97 Kw
- Công suất danh nghĩa trên trục I:
P
I
= P
dc
.
k
η

= 2,97. 1 = 2,97Kw
- Công suất danh nghĩa trên trục II:
P
II
= P
I
.
d
η
.
ol
η
= 2.97. 0,95. 0,99 = 2,79Kw
- Công suất danh nghĩa trên trục III:
P
III
= P
II
.
brc
η
.
ol
η
= 2,79. 0,96. 0,99 =2,65 Kw
- Công suất danh nghĩa trên trục IV:
P
IV
= P
III

.
x
η
.
ol
η
= 2,65. 0,92. 0,99 = 2,41 Kw
3. Tính mô men xoắn trên các trục
Gọi mô men xoắn trên các trục I, II, III, IV lần lượt là
M
I
, M
II
, M
III
, M
IV
ta có kết quả sau:
- Trục động cơ:
M
dc
= 9,55.
dc
dc
lv
n
P.10
6
= 9,55.
6

10 .2,97
1445
= 19628 Nmm
- Trục I:
M
I
= 9,55.
I
I
n
P.10
6
= 9,55.
6
10 .2,97
1445
= 19628 Nmm
- Trục II:
M
II
= 9,55.
II
II
n
P.10
6
= 9,55.
6
10 .2,79
481,6

= 55325 Nmm
- Trục III:
M
III
= 9,55.
III
III
n
P.10
6
= 9,55.
6
10 .2,65
233,7
= 108290Nmm
- Trục IV:
M
IV
= 9,55.
IV
IV
n
P.10
6
= 9,55.
6
10 .2,41
77,9
= 295449 Nmm
Thông số

Trục
Tỉ số
truyền
Tốc độ quay
(vòng/phút)
Công suất
(Kw)
Mô men
xoắn
(Nmm)
Trục động cơ
1
1445 2,97 19628
Trục I 1445 2,97 19628
2,06
Trục II 481,6 2,79 55325
3
Trục III 233,7 2,65 108290
3
Trục IV 77,9 2,41 295449